Рецепт идеальной электродной инфильтрации

Почему так важна равномерная плотность электродов CuW?

На прошлой неделе мы говорили о некоторых причинах выбора чистого вольфрама или молибдена в качестве материала электродов для точечной сварки. С этими чистыми материалами инфильтрация — смешивание металлов по всему электроду так, чтобы соотношение в каждом квадранте было одинаковым — не является проблемой. Но как насчет использования такого сплава, как медь-вольфрам, одной из наиболее распространенных смесей металлов, используемых в электродах?

Медно-вольфрамовый сплав (CuW) сочетает в себе жаропрочность и высокую электропроводность, что делает его хорошим вариантом для точечной сварки металлов с высокой электропроводностью, таких как медная проволока или фольга. Доступный в различных соотношениях состава для удовлетворения различных потребностей, CuW производится с использованием порошкового смешивания, а затем инфильтрации и спекания партиями (в отличие от продукта непрерывной вытяжки). Инфильтрация — равномерное распределение двух металлов в каждом кубическом сантиметре электрода — является одним из важнейших требований к любому хорошему «рецепту» электрода.

Взгляд внутрь инфильтрации электрода CuW

«Идеальность» — это всегда здорово, когда ее можно достичь, а с продуктами из сплава CuW цель — идеальная инфильтрация — с плотностью меди и вольфрама, коррелирующей с соотношением меди и вольфрама в конкретной смеси. Если доля (процент) меди в шихте увеличивается, общая плотность сплава снижается; если соотношение вольфрама увеличивается, общая плотность увеличивается.

Любопытно, что при выборе материалов люди думают о плотности металла, но на самом деле они не думают о плотности смеси металлов. Плотность достаточно просто рассчитать, но что это такое?

В случае электродов CuW корреляция между плотностью и инфильтрацией должна быть идеальной, то есть r =1. Это происходит из-за смешивания порошков и потому, что два составляющих металла алгебраически складываются в определенную плотность на основе их собственных плотности и процентное содержание каждого металла, который пропитывается. Это означает, что если вы разрежете электрод CuW на поперечные срезы по осям x, y и z, каждый из получившихся «мини-электродов» должен иметь одинаковую плотность.

Для продукта 20Cu-80W, то есть смеси 20% меди и 80% вольфрама по массе, плотность любой части этого продукта, изготовленного при таком соотношении, должна составлять 15,6 г/см3. Соответственно, с добавлением большего количества меди, например, в продуктах CuW, изготовленных с соотношением 30Cu-70W, плотность падает, в данном случае до 14,2 г/см3. В пределах типичного расхода для электродов CuW, соотношении 40Cu-60W, плотность падает до 13,16 г/см3. Это далеко от теоретической плотности чистого вольфрама, равной 19,3 г/см3, и имеет решающее значение при выборе сплава и его смеси или при выборе между сплавом и чистым металлом для электродных материалов.

Каждый «укус» электрода CuW должен быть одинаковым!

Каков итог инфильтрации и плотности меди-вольфрама? Если вы покупаете электрод CuW, вас действительно волнует получение желаемого рецепта, т. е. соотношения меди и вольфрама, подходящего для материалов, которые вы будете сваривать, и плотность, равномерная по всему электроду. Вы собираетесь использовать электрод на 100 %, поэтому вам нужно, чтобы каждая его геометрическая секция имела постоянную плотность благодаря действительно равномерной инфильтрации.

Думайте об электроде как о буханке хлеба, где вы ожидаете, что каждый кусочек будет иметь одинаковый вкус. Если вы откусили от одного ломтика и обнаружили, что он слишком соленый, вы могли бы подумать, что ингредиенты, вероятно, были неправильно смешаны. Чтобы получился однородно вкусный батон, необходимо, чтобы все ингредиенты были равномерно рассредоточены. Маффины и брауни уголки могут быть востребованными десертами, но их аналоги в мире электродов неприемлемы!

Равномерную дисперсию внутри электрода можно проверить эмпирически, разрезав электрод и взвесив образец (образцы), чтобы убедиться, что каждый кубический сантиметр весит X граммов (в зависимости от соотношения меди и вольфрама), независимо от того, какую часть электрода вы «пробовали». (по образцу). При равномерном распределении меди и вольфрама в каждом кусочке (или кусочке!), 100% однородная плотность электрода (и, следовательно, его твердость) не меняется, даже если размер электрода изменяется. Это означает, например, что электрод CuW размером 10 x 50 мм для 30Cu-70W имеет такую ​​же плотность, что и электрод размером 20 x 100 мм для 30Cu-70W, а именно 14,2 г/см3. /Р>

Понимание свойств различных электродных материалов, включая инфильтрацию, плотность и другие характеристики сплавов, таких как CuW, имеет решающее значение для успешной сварки. Если вы в настоящее время находитесь в процессе выбора электродного материала для производства контактной сварки, вы можете узнать больше о ряде вариантов и о том, как некоторые материалы и сплавы были разработаны для решения общих задач. Просто загрузите наш бесплатный технический отчет.